單回配電線路每隔2桿安裝避雷器直擊雷保護(hù)特性研究

何 翔，江 霖，常雯雪，姚 瑤，劉文暉

（1.廣東電網(wǎng)公司珠海供電局，廣東 珠海 519090；2.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，廣東 廣州 510080）

0 引 言

10 kV配電線路是輸電網(wǎng)和用戶端的重要連接。配電線路的安全運(yùn)行關(guān)系到對(duì)用戶的供電穩(wěn)定性[1-2]。雷擊無線路避雷措施的配電線路時(shí)，線路整體耐雷性能較差[3]。氧化鋅避雷器閥片獨(dú)特的伏安特性對(duì)降低線路過電壓、保護(hù)絕緣子免遭破壞有很大的作用[4-5]。各標(biāo)準(zhǔn)主要對(duì)變電站、發(fā)電廠等避雷器的安裝做了詳細(xì)說明，但對(duì)線路避雷器的安裝沒有要求[6-11]。本文針對(duì)配電線路每隔2桿安裝避雷器配置工況，定量分析在雷擊配電線路不同位置的耐雷水平、閃絡(luò)特性以及沿線過電壓波形等特征。

1 單回配電線路計(jì)算模型

圖1為計(jì)算的避雷器配置方式圖，計(jì)算時(shí)線路絕緣水平240 kV，接地電阻60 Ω，雷擊點(diǎn)主要選擇為線路中央桿塔和導(dǎo)線。避雷器標(biāo)稱放電電流共分6個(gè)等級(jí)，分別是1 kA、1.5 kA、2.5 kA、5 kA、10 kA和20 kA。電壓等級(jí)35 kV以下線路一般選取5 kA等級(jí)的避雷器，本文避雷器采用標(biāo)稱放電電流為5 kA的避雷器。

圖1 每隔兩桿安裝避雷器

2 每隔2桿安裝避雷器時(shí)直擊雷保護(hù)特性分析

2.1 耐雷水平

每隔兩桿安裝避雷器時(shí)，雷擊工況有4種，如圖2所示。工況1為雷擊兩非避雷器安裝桿檔距中央，工況2為雷擊非避雷器安裝桿塔頂，工況3為雷擊非避雷器安裝桿與避雷器安裝桿檔距中央，工況4為雷擊避雷器安裝桿塔頂。耐雷水平計(jì)算結(jié)果如表1所示。

圖2 每隔兩桿安裝避雷器時(shí)雷擊點(diǎn)示意圖

表1 計(jì)算結(jié)果

可以發(fā)現(xiàn)，距離避雷器安裝桿最遠(yuǎn)的雷擊點(diǎn)1耐雷水平最低為2.6 kA，越是遠(yuǎn)離避雷器安裝桿，線路耐雷水平越低，相較于常規(guī)線路耐雷水平1.7 kA有所提高，但提高效果極小。雷擊線路非避雷器安裝桿塔頂時(shí)，對(duì)線路耐雷水平?jīng)]有提高。

2.2 閃絡(luò)特性

每隔2桿安裝避雷器時(shí)，計(jì)算結(jié)果如表2所示。避雷器間隔加大，泄流通道減少，線路閃絡(luò)范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。同樣，除了距雷擊點(diǎn)最近的避雷器安裝桿12桿發(fā)生閃絡(luò)以外，其他避雷器安裝桿均未發(fā)生避雷器損壞情況，同時(shí)具有跳桿閃絡(luò)現(xiàn)象。

2.3 電壓波形

雷擊每隔2桿安裝避雷器單回線路導(dǎo)線中央時(shí)，1 kA雷電流時(shí)的線路過電壓波形如圖3所示。雷擊點(diǎn)為線路中央B相（上相）導(dǎo)線，雷擊點(diǎn)兩邊最近桿塔分別為11號(hào)桿塔和12號(hào)桿塔。雷電流1 kA時(shí)，兩相鄰非避雷器安裝桿出線處導(dǎo)線電位變化相似，有一定的傳播時(shí)間差，幅值在兩邊避雷器安裝桿控制的電位幅值間震蕩。雷擊點(diǎn)附近的11號(hào)桿塔絕緣子電壓初始幅值較高，之后電壓做衰減震蕩。

表2 回線路每隔二桿安裝避雷器線路閃絡(luò)范圍

圖3 雷電流1 kA線路電壓波形

3 結(jié) 論

本文針對(duì)配電線路每隔2桿安裝避雷器配置工況，定量分析在雷擊配電線路不同位置的耐雷水平、閃絡(luò)特性以及沿線過電壓波形等特征，得到如下結(jié)論。

（1）線路的直擊雷耐雷水平有較大提高。相對(duì)于只安裝絕緣子線路，距離避雷器安裝桿最遠(yuǎn)的1雷擊點(diǎn)耐雷水平最低為2.6 kA，越是遠(yuǎn)離避雷器安裝桿，線路耐雷水平越低，相較于常規(guī)線路耐雷水平1.7 kA有所提高，但提高效果極小。

（2）隨著雷電流幅度的增大，閃絡(luò)桿的范圍逐漸擴(kuò)大，同時(shí)存在隔桿閃絡(luò)的現(xiàn)象。

（3）兩相鄰非避雷器安裝桿出線處過電壓波形變化相似，有一定的傳播時(shí)間差，幅值在兩邊避雷器安裝桿控制的電位幅值間震蕩。